1、礦業(yè)企業(yè)信息化與數(shù)字礦山，北京科技大學(xué)胡乃蓮，概述，礦業(yè)企業(yè)信息化概述，數(shù)字礦山自動(dòng)化采礦技術(shù)進(jìn)展介紹，4，3，2，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，2，1，2，2，2，2，3，3，2，3，1，2，3 (1)早期工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代：第一次工業(yè)革命，第二次蒸汽機(jī)、電力工業(yè)革命(2)1.礦山企業(yè)信息化概述1.1兩個(gè)產(chǎn)業(yè)融合的概念工業(yè)化是一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)力發(fā)展水平的標(biāo)志，工業(yè)經(jīng)濟(jì)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分；發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)在完成工業(yè)化后，基本上開始進(jìn)入信息化快速發(fā)展階段；中國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程尚未完成，現(xiàn)階段面臨著實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和信息化的雙重任務(wù)，這是中國(guó)工業(yè)化和信息化一體化進(jìn)程中的特殊國(guó)

2、情；因此，中國(guó)必須以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化帶動(dòng)信息化，促進(jìn)兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的融合和發(fā)展。1、礦山企業(yè)信息化概述，1.1兩個(gè)產(chǎn)業(yè)融合的理念，黨的十六大、十七大：發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)體系，大力推進(jìn)信息化與工業(yè)化融合；十七屆五中全會(huì)：推進(jìn)信息化與工業(yè)化的深度融合；中國(guó)共產(chǎn)黨第十八次全國(guó)代表大會(huì)：工業(yè)化、信息化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和城市化的融合已被納入一個(gè)有機(jī)系統(tǒng)。2008年工業(yè)和信息化部的成立進(jìn)一步體現(xiàn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的指導(dǎo)思想。1礦山企業(yè)信息化概述，1.2企業(yè)信息化的形式(1)電子數(shù)據(jù)處理(EDP)使用計(jì)算機(jī)代替手工處理常規(guī)數(shù)據(jù)，并生成報(bào)告以支持組織的運(yùn)營(yíng)活動(dòng)。(2)管理信息系統(tǒng)(MIS)是一個(gè)由人和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成的人

3、機(jī)系統(tǒng)，能夠提供企業(yè)管理所需的信息，支持企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和決策。主要功能包括生產(chǎn)管理、運(yùn)營(yíng)管理、資產(chǎn)管理、管理和系統(tǒng)維護(hù)。1礦山企業(yè)信息化概述，1.2企業(yè)信息化的形式(3)企業(yè)資源計(jì)劃企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)，又稱企業(yè)資源計(jì)劃，是美國(guó)著名管理咨詢公司高德納(Gartner)于1990年提出的一個(gè)企業(yè)管理概念。企業(yè)資源規(guī)劃最初被定義為應(yīng)用軟件，但很快被世界各地的商業(yè)企業(yè)所接受?，F(xiàn)在它已經(jīng)發(fā)展成為一種重要的現(xiàn)代企業(yè)管理理論和實(shí)施業(yè)務(wù)流程再造的重要工具。企業(yè)資源計(jì)劃是從物料需求計(jì)劃發(fā)展而來的新一代集成管理信息系統(tǒng)，它擴(kuò)展了物料需求計(jì)劃的功能，其核心思想是供應(yīng)鏈管理。1礦山企業(yè)信息化概述，1.2企業(yè)信息化

4、形式(3)企業(yè)資源計(jì)劃(ERP) ERP跳出了傳統(tǒng)的企業(yè)邊界，從供應(yīng)鏈的范圍優(yōu)化了企業(yè)資源。企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)融合了信息技術(shù)和先進(jìn)的管理理念，成為現(xiàn)代企業(yè)的運(yùn)營(yíng)模式。企業(yè)資源規(guī)劃是一個(gè)整合和管理企業(yè)所有資源的管理信息系統(tǒng)，即對(duì)企業(yè)的三大流程：物流、資金流和信息流進(jìn)行全面整合管理。企業(yè)資源規(guī)劃在改善企業(yè)業(yè)務(wù)流程和核心競(jìng)爭(zhēng)力方面發(fā)揮著重要作用。1礦山企業(yè)信息化概述，1.2企業(yè)信息化的形式(4)客戶關(guān)系管理(CRM) CRM概念最早由Gartner Group提出，然后在企業(yè)電子商務(wù)中流行起來?？蛻絷P(guān)系管理的主要意義是通過對(duì)客戶細(xì)節(jié)的深入分析來提高客戶滿意度和競(jìng)爭(zhēng)力。(5)計(jì)算機(jī)輔助制造(CAD/CA

5、M，1礦山企業(yè)信息化概述，1.2企業(yè)信息化的形式(6)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)，MES)是美國(guó)AMR公司(Advanced Manufacturing Research，Inc .)在20世紀(jì)90年代初提出的，它被定義為“位于上層計(jì)劃管理系統(tǒng)和底層工業(yè)控制之間的面向車間的管理信息系統(tǒng)。”制造執(zhí)行系統(tǒng)旨在加強(qiáng)物料需求計(jì)劃的執(zhí)行功能，并通過執(zhí)行系統(tǒng)將物料需求計(jì)劃與車間控制聯(lián)系起來。這里的現(xiàn)場(chǎng)控制包括可編程控制器、數(shù)據(jù)采集器、條形碼、各種測(cè)量和測(cè)試儀器、機(jī)械手等。1礦山企業(yè)信息化概述，1.2企業(yè)信息化的形式(7)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)CIMS(CIMS)的概念首先由美國(guó)學(xué)者哈靈頓博士提出。它是

6、一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)軟硬件將企業(yè)生產(chǎn)全過程中人、技術(shù)、經(jīng)營(yíng)管理三要素及其信息與物流整合優(yōu)化運(yùn)行，綜合運(yùn)用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)。計(jì)算機(jī)集成制造的概念已經(jīng)從美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家擴(kuò)展到發(fā)展中國(guó)家，并從典型的離散機(jī)械制造擴(kuò)展到化工、冶金等連續(xù)或半連續(xù)制造行業(yè)。1、礦山企業(yè)信息化概述1.2企業(yè)信息化的形式(8)人力資源管理組織或社會(huì)團(tuán)體運(yùn)用系統(tǒng)的理論和方法對(duì)企業(yè)人力資源管理的各個(gè)方面進(jìn)行分析、規(guī)劃、實(shí)施和調(diào)整，從而提高企業(yè)的人力資源管理水平，使人力資源更有效地服務(wù)于組織或團(tuán)體的目標(biāo)。1礦山企業(yè)信息化概述，1.2企業(yè)信息化形式(9)知識(shí)管理系統(tǒng)(KM)利用軟件系統(tǒng)或

7、其他工具對(duì)組織中大量有價(jià)值的計(jì)劃、計(jì)劃、成果、經(jīng)驗(yàn)等知識(shí)進(jìn)行分類、存儲(chǔ)和管理，積累知識(shí)資產(chǎn)，避免損失，促進(jìn)知識(shí)學(xué)習(xí)、共享、培訓(xùn)、重用和創(chuàng)新，有效降低組織運(yùn)營(yíng)成本，增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力。1礦山企業(yè)信息化概述，1.2企業(yè)信息化形式(10)辦公自動(dòng)化辦公自動(dòng)化是指辦公人員利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的最新成果，使用先進(jìn)的辦公設(shè)備，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、自動(dòng)化的辦公活動(dòng)。其目的是通過實(shí)現(xiàn)辦公處理業(yè)務(wù)的自動(dòng)化，最大限度地提高辦公效率和辦公質(zhì)量。改善辦公環(huán)境和條件，輔助決策，減少或避免各種錯(cuò)誤和弊端，縮短辦公處理周期，運(yùn)用科學(xué)的管理方法和各種先進(jìn)技術(shù)，提高管理和決策的科學(xué)化水平。1、礦山企業(yè)信息化概述，1.3礦山企業(yè)信息化運(yùn)行對(duì)象：埋

8、藏在地下深處的礦巖，存在不確定性，難以獲取形態(tài)、數(shù)量和質(zhì)量信息；工作場(chǎng)所：隨著生產(chǎn)的不斷移動(dòng)，信息的收集和傳遞不方便；運(yùn)行條件：差。露天礦山的風(fēng)、陽(yáng)光和雨水；地下礦井黑暗、潮濕，空間狹窄；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：?jiǎn)我?。地質(zhì)資源決定產(chǎn)品，不能隨市場(chǎng)變化。礦山企業(yè)信息化水平落后于一般制造企業(yè)。1礦山企業(yè)信息化概述，1.3礦山企業(yè)信息化總體而言，我國(guó)正處于工業(yè)化發(fā)展的中期階段；具體到礦山企業(yè)，工業(yè)化發(fā)展水平很不均衡，時(shí)間跨度超過50年；一些礦山的設(shè)備水平和自動(dòng)化水平已經(jīng)接近或達(dá)到了礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的水平；一些礦井仍處于上個(gè)世紀(jì)的中等水平；相應(yīng)的管理模式和管理流程也大不相同；因此，礦業(yè)企業(yè)融入“仁眾”還有很長(zhǎng)的路要走。

9、1礦山企業(yè)信息化概述，1.3國(guó)內(nèi)礦山自動(dòng)化和信息化的一些概念：礦山自動(dòng)化、信息化和數(shù)字化；數(shù)字礦山、數(shù)字礦山、電子礦山、感知礦山和智能礦山；自動(dòng)挖掘、智能挖掘、遠(yuǎn)程控制挖掘和unm目標(biāo)：建設(shè)“安全、綠色、智能、高效”的現(xiàn)代化礦山。徹底改善礦工的工作條件，實(shí)現(xiàn)少人或少人采礦，實(shí)現(xiàn)采礦辦公。礦山企業(yè)信息化和數(shù)字礦山，2礦山企業(yè)信息化的內(nèi)容，2.1地質(zhì)調(diào)查信息化，2.2設(shè)計(jì)方案信息化，2.3生產(chǎn)過程信息化，2.4管理信息化，2礦山企業(yè)信息化的內(nèi)容，2.1地質(zhì)調(diào)查地質(zhì)調(diào)查信息化是礦山企業(yè)獨(dú)有的，它為企業(yè)的正常生產(chǎn)提供了最準(zhǔn)確的“主要原材料”信息。由于作為地質(zhì)調(diào)查對(duì)象的礦物巖石深埋在地下，描述其形狀、數(shù)

10、量和質(zhì)量的信息只能通過有限的鉆孔或巷道取樣獲得，在許多情況下，這些問題必須通過推斷來解決，并且存在明顯的不確定性。2。礦山企業(yè)信息化的內(nèi)容2.1地質(zhì)調(diào)查信息化多年來，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者圍繞這一問題做了大量的研究工作，取得了許多高水平的研究成果，如礦床模型研究、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)研究等。在模型和方法研究的基礎(chǔ)上，國(guó)外一些知名的礦業(yè)軟件公司開發(fā)了一些具有較高商業(yè)價(jià)值的應(yīng)用軟件。這些軟件在世界各地礦山推廣應(yīng)用后，取得了良好的效果，同時(shí)也給上述企業(yè)帶來了豐厚的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。2.礦山企業(yè)信息化的內(nèi)容，2.1在中國(guó)積極開展地質(zhì)調(diào)查信息化的外國(guó)公司有：蘇派克(澳大利亞)；微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)(澳大利亞)；明泰克(美國(guó))；數(shù)據(jù)挖掘(英

11、國(guó))；其他人。近年來，我國(guó)礦業(yè)軟件的研發(fā)非常活躍，無(wú)論是理論研究還是實(shí)際軟件開發(fā)都發(fā)展迅速。代表性軟件有：MapGis(武漢中迪數(shù)碼科技有限公司)、3DMine(北京三得利曼公司)、D-Mine(長(zhǎng)沙麥迪信息科技有限公司)、礦山企業(yè)信息化2項(xiàng)內(nèi)容、礦山企業(yè)信息化2項(xiàng)內(nèi)容、礦山企業(yè)信息化2.2設(shè)計(jì)方案信息化礦山設(shè)計(jì)主要指露天開采境界優(yōu)化、開拓運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)、采礦爆破設(shè)計(jì)。礦山設(shè)計(jì)與一般制造企業(yè)有很大區(qū)別。其設(shè)計(jì)對(duì)象是地質(zhì)勘探獲得的復(fù)雜礦巖，比制造企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)難度大得多。隨著一些計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展，礦山設(shè)計(jì)的信息化程度有了很大的提高，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于制造企業(yè)。礦山設(shè)計(jì)需要在地質(zhì)調(diào)查信息化的基礎(chǔ)

12、上進(jìn)行，地質(zhì)調(diào)查信息化水平也制約著設(shè)計(jì)信息化。2。礦山企業(yè)信息內(nèi)容。優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的采(剝)礦方案，利用運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)仿真和計(jì)算機(jī)技術(shù)，合理安排礦山開發(fā)、探礦、采礦、充填等作業(yè)，不斷為自己準(zhǔn)備原料，避免采礦不平衡，確保礦山均衡生產(chǎn)。中長(zhǎng)期計(jì)劃、年度計(jì)劃、季度計(jì)劃和月度計(jì)劃。2、礦山企業(yè)信息化的內(nèi)容2.2上述礦山軟件一般都具有設(shè)計(jì)規(guī)劃的功能，已經(jīng)成功應(yīng)用于露天礦山，但在地下礦山應(yīng)用不太成功。我國(guó)已經(jīng)成功應(yīng)用了一些礦山設(shè)計(jì)軟件，但目前大多數(shù)礦山只對(duì)一些單項(xiàng)工程進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，不夠系統(tǒng)。2、礦山企業(yè)信息化內(nèi)容，2礦山企業(yè)信息化內(nèi)容，2礦山企業(yè)信息化內(nèi)容，2.3生產(chǎn)過程信息化包括：露天GPS調(diào)度系統(tǒng)；

13、地下礦山生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)；井下人員監(jiān)控井下移動(dòng)設(shè)備監(jiān)控井下固定設(shè)備監(jiān)控地面設(shè)備監(jiān)控，2礦山企業(yè)信息化內(nèi)容，2.3生產(chǎn)過程信息化露天礦全球定位系統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)技術(shù)介紹；全球定位系統(tǒng)提供的服務(wù)：精確定位、精確導(dǎo)航、監(jiān)測(cè)物體移動(dòng)和報(bào)告正確時(shí)間；主要應(yīng)用：(1)生產(chǎn)調(diào)度、自動(dòng)推進(jìn)設(shè)備跟蹤、電鏟和鉆機(jī)定位。(2)位移監(jiān)測(cè)。全球定位系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：(1)覆蓋面廣；(2)定位速度快；(3)保密性強(qiáng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，2礦山企業(yè)信息化內(nèi)容，2.3生產(chǎn)過程信息化近年來，地下礦山生產(chǎn)過程自動(dòng)化取得了很大進(jìn)展。提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和充填系統(tǒng)的自動(dòng)化，以及遙控鏟運(yùn)機(jī)和遙控鉆機(jī)在礦山的應(yīng)用，表明自動(dòng)化和遙控技術(shù)已

14、經(jīng)進(jìn)入礦山企業(yè)。對(duì)于選礦生產(chǎn)類似于加工企業(yè)，它們大多已經(jīng)達(dá)到了自動(dòng)化或半自動(dòng)化的水平。礦井生產(chǎn)過程自動(dòng)化水平的提高為生產(chǎn)過程信息化創(chuàng)造了條件。2.2.3礦山企業(yè)信息化的內(nèi)容。生產(chǎn)過程的信息化礦山企業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和數(shù)字化不同于一般的制造企業(yè)，尤其是分布在不同中段和不同步驟的采礦(剝采)生產(chǎn)。由于作業(yè)場(chǎng)所分散、作業(yè)過程不連續(xù)、作業(yè)條件差，很難完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和信息化。根據(jù)目前我國(guó)礦山的裝備水平和管理現(xiàn)狀，地下礦山生產(chǎn)過程信息化和自動(dòng)化的內(nèi)容主要包括：(2)礦山企業(yè)信息化的內(nèi)容；(2)礦山企業(yè)信息化的內(nèi)容；(2)無(wú)人采礦人工智能和機(jī)器人在生產(chǎn)過程信息化中的應(yīng)用；無(wú)人駕駛機(jī)車；遙控鉆機(jī)；遙控鏟運(yùn)機(jī)；

15、司機(jī)操作地下密室，控制地面控制和遠(yuǎn)程控制。2、礦山企業(yè)信息化的內(nèi)容2.4各種計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的建立，加上地質(zhì)調(diào)查信息化、設(shè)計(jì)信息化和生產(chǎn)過程自動(dòng)化，可以充分開發(fā)和利用信息資源，實(shí)現(xiàn)企業(yè)資金流和物流的合理有序流動(dòng)。主要內(nèi)容包括：全面預(yù)算、計(jì)劃統(tǒng)計(jì)、材料供應(yīng)、設(shè)備資產(chǎn)、產(chǎn)品銷售、人力資源、財(cái)務(wù)成本、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)分析、辦公自動(dòng)化等。2礦山企業(yè)信息化的內(nèi)容、礦山企業(yè)信息化與數(shù)字礦山、3數(shù)字礦山概論、3.1數(shù)字礦山的概念、3.2數(shù)字礦山的意義、3.3數(shù)字礦山的理論基礎(chǔ)、3.4數(shù)字礦山建設(shè)概述、3.5數(shù)字礦山建設(shè)的思考、3數(shù)字礦山概論、3.1數(shù)字礦山數(shù)字礦山的概念是數(shù)字地球的思想、原理和技術(shù)在礦山領(lǐng)域的具體應(yīng)用和延伸。數(shù)字礦山的發(fā)展和應(yīng)用類似于數(shù)字地球，有其自身的特點(diǎn)，因此研究數(shù)字礦山必須首先了解數(shù)字地球。1998年，美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)柺状翁岢隽恕皵?shù)字地球”的概念。數(shù)字地球包括三個(gè)重要組成部分：信息獲取、信息處理和信息應(yīng)用。3數(shù)字礦山簡(jiǎn)介，3.1數(shù)字礦山的概念自1999